Trong phát triển phần mềm, một kiến trúc ứng dụng được tổ chức tốt là yếu tố thiết yếu để xây dựng các hệ thống có khả năng mở rộng, dễ bảo trì và dễ kiểm thử. Một trong những mẫu kiến trúc phổ biến nhất hiện nay là kiến trúc 5 lớp, chia ứng dụng thành các lớp logic, mỗi lớp đảm nhiệm một vai trò cụ thể. Hãy cùng tìm hiểu từng lớp và vai trò của chúng trong hệ thống.
1. Lớp trình bày (Presentation Layer / UI Layer)
Mục đích:
- Đây là lớp cao nhất mà người dùng tương tác trực tiếp. Nó hiển thị dữ liệu cho người dùng và gửi các lệnh người dùng đến ứng dụng.
Trách nhiệm:
- Hiển thị giao diện người dùng
- Thu thập dữ liệu đầu vào từ người dùng
- Hiển thị phản hồi từ hệ thống
Công nghệ sử dụng:
- Web: HTML, CSS, JavaScript, React, Angular, Vue
- Di động: Flutter, React Native, SwiftUI
Ví dụ:
- Một biểu mẫu đăng nhập thu thập tên người dùng và mật khẩu rồi gửi đến ứng dụng.
2. Lớp ứng dụng (Application Layer / Service Layer)
Mục đích:
- Lớp này đóng vai trò cầu nối giữa lớp trình bày và lớp logic nghiệp vụ. Nó xử lý luồng dữ liệu, quản lý phiên làm việc của người dùng và xử lý các yêu cầu từ giao diện người dùng.
Trách nhiệm:
- Xử lý yêu cầu từ giao diện người dùng
- Gọi các dịch vụ logic nghiệp vụ phù hợp
- Định dạng phản hồi cho giao diện người dùng
Công nghệ sử dụng:
Node.js/Express(controllers)- Django (views)
- Spring Boot (controllers)
Ví dụ:
- Một LoginController nhận thông tin đăng nhập, xác minh qua lớp logic nghiệp vụ và trả về phản hồi.
3. Lớp Logic nghiệp vụ (Business Logic Layer / Domain Layer)
Mục đích:
- Đây là phần lõi của ứng dụng. Nó chứa các quy tắc nghiệp vụ, quy trình làm việc và logic định nghĩa cách ứng dụng vận hành.
Trách nhiệm:
- Thực hiện các phép tính và chuyển đổi dữ liệu
- Thực thi các quy tắc và chính sách nghiệp vụ
- Điều phối các tác vụ và quy trình
Công nghệ sử dụng:
- Các lớp thuần (Plain) viết bằng Python/Java/Go
- Các dịch vụ hoặc trường hợp sử dụng (Use Case), ví dụ:
UserService,OrderManager
Ví dụ:
- Một lớp
UserServicexác thực thông tin đăng nhập của người dùng và phát hành token.
4. Lớp truy cập dữ liệu (Data Access Layer / Persistence Layer)
Mục đích:
- Lớp này xử lý việc giao tiếp với cơ sở dữ liệu. Nó trừu tượng hóa chi tiết về cách dữ liệu được lưu trữ.
Trách nhiệm:
- Truy vấn cơ sở dữ liệu
- Thực hiện thao tác chèn, cập nhật, xóa
- Ánh xạ dữ liệu giữa đối tượng miền (domain object) và bản ghi trong cơ sở dữ liệu
Công nghệ sử dụng:
- ORM (Object Relational Mapper): SQLAlchemy, Django ORM, GORM
- Query builder: Knex.js, Prisma
- Truy vấn SQL thuần túy
Ví dụ:
- Một lớp
UserRepositorytìm kiếm người dùng theo email và trả về đối tượng miền tương ứng.
5. Lớp cơ sở dữ liệu (Database Layer)
Mục đích:
- Đây là lớp thấp nhất, nơi dữ liệu được lưu trữ và quản lý. Nó đảm bảo tính bền vững và tồn tại lâu dài của dữ liệu.
Trách nhiệm:
- Lưu trữ dữ liệu ứng dụng
- Đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật dữ liệu
- Cung cấp quyền truy cập dữ liệu để truy vấn
Công nghệ sử dụng:
- Cơ sở dữ liệu quan hệ: PostgreSQL, MySQL, SQLite
- NoSQL: MongoDB, Redis
Ví dụ:
- Một bảng
userschứa các trường nhưid,email,password_hash,created_at.
Lợi ích của kiến trúc 5 lớp
- Tách biệt trách nhiệm (Separation of Concerns): Mỗi lớp đảm nhiệm một vai trò riêng, giúp hệ thống dễ hiểu và dễ chỉnh sửa.
- Khả năng mở rộng (Scalability): Mỗi lớp có thể mở rộng độc lập theo nhu cầu của ứng dụng.
- Dễ kiểm thử (Testability): Có thể viết các bài kiểm thử đơn vị (unit test) cho từng lớp riêng biệt.
- Dễ bảo trì (Maintainability): Việc cập nhật và sửa lỗi dễ dàng hơn do logic được phân chia rõ ràng.
Kết luận
Kiến trúc 5 lớp là một phương pháp đã được kiểm chứng để xây dựng các ứng dụng vững chắc bằng cách tổ chức mã nguồn thành các phần dễ quản lý. Dù bạn đang phát triển một ứng dụng nhỏ hay hệ thống cấp doanh nghiệp, việc áp dụng kiến trúc này giúp đảm bảo phần mềm của bạn dễ bảo trì, dễ mở rộng và dễ kiểm thử.